Устройство для измерения гидродинамических нагрузок на модели гребного винта

Устройство для измерения гидродинамических нагрузок на модели гребного винта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА МОДЕЛИ ГРЕБНОГО ВИНТА, содержащее динамометр, вал которого жестко соединен с маховиком и через конический редуктор и вертикальный вил связан с электродвигателем, эластичную муфту и промежуточный вал, размещенные в подводном обтекателе, отличающееся тем, что. с целью расширения его экспериментальных возможностей путем обеспечения испытаний как гребных винтов, расположенных за корпусом модели судна, так и изолиро .ванных гребных винтов, оно снабжено дополнительным маховиком, смонтированным на подшипниках в обтекателе, а основной маховик установлен на подшипниковых опорах , размещенных в указанном обтекателе, на промежуточном валу размещена шестерня конического редуктора, причем промежуточный вал через эластичную муфту связан одним концом с основным, а другим с дополнительным маховиком, при этом оба конца вертикального вала снабжены шарнирными муфтами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„„1082672

g(g) В 63 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

К) 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3488053/27-11 (22) 02.08.82 (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) О, Н. Беззубик и В. И. Соколов .(53) 629.12.532.3.014.6 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 894395, кл. В 63 В 9/02, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА МОДЕЛИ ГРЕБНОГО ВИНТА, содержащее динамометр, вал которого жестко соединен с маховиком и через конический редуктор и вертикальный вал связан с электродвигателем, эластичную муфту и промежуточный вал, размещенные в подводном обтекателе, отличающееся тем, что, с целью расширения его экспериментальных возможностей путем обеспечения испытаний как гребных винтов, расположенных за корпусом модели судна, так и изолиро,ванных гребных винтов, оно снабжено дополнительным маховиком, смонтированным на подшипниках в обтекателе, а основной маховик установлен на подшипниковых опорах, размещенных в указанном обтекателе, на промежуточном валу размещена шестерня конического редуктора, причем промежуточный вал через эластичную муфту связан одним концом с Основным, а другим с дополнительным маховиком, при этом оба

; конца вертикального вала снабжены шарйирными муфтами.

1082672

Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике, связанной с исследованием характеристик изолированного гребного винта и гребного винта, расположенного за корпусом модели судна, в частности к устройствам для измерения гидродинамических нагрузок на модели гребного винта.

Известно устройство для измерения гидродинамических нагрузок на модели гребного винта, содержащее динамометр, вал которого жестко соединен с маховиком и через конический редуктор и вертикальный вал связан с электродвигателем, эластичную муфту и промежуточный вал, размещенные в подводном обтекателе (1).

Однако известное устройство не может быть использовано для исследования гидродинамических характеристик изолированного гребного винта.

Цель изобретения — расширение экспериментальных возможностей устройства путем обеспечения испытаний как гребных винтов, расположенных за корпусом модели судна, так и изолированных гребных винтов. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения гидродинамических нагрузок на модели гребного винта, содержащее динамометр, вал которого жестко соединен с маховиком и через конический редуктор и вертикальный вал связан с электродвигателем, эластичную муфту и промежуточный вал, размещенные в подводном обтекателе, снабжено дополнительным маховиком, смонтированным на подшипниках в обтекателе, а основной маховик установлен на подшипниковых опорах, размещенных в указанном обтекателе, на промежуточном валу размещена шестерня конического редуктора, причем промежуточный вал через эластичную муфту связан одним концом с основным, а другим с дополнительным маховиком, при этом оба конца вертикального вала снабжены шарнирными муфтами.

На чертеже изображено устройство для измерения гидродинамических нагрузок на модели гребного винта, общий вид в разрезе.

Устройство состоит из корпуса динамометра 1 цилиндрической формы, гребного вала 2 с измерительными датчиками 3, установленного в подшипниковых опорах 4 и 5 и упорном подшипнике 6, сальникового уплотнения 7, токосъемника 8, маховика 9, жестко скрепленного с гребным валом при помощи накидной гайки 10 и установленного в подводном обтекателе 11 на его подшипниковой опоре 12 и подшипниковой опоре 13 цилиндрического стакана 14, эластичной муфты 15, промежуточного вала 16, удерживаемого в подшипниковых опорах 17 и 18, размещенных в корпусе конического редуктора 19, дополнительно введенного маховика 20, который установлен в подшипниковой опоре 21 заднего обтекателя 22 и подшипниковой опоре 23 цилиндрического стакана 24, и зубчатого колеса 25. Вал-шес5

50 терня 26 конического редуктора, установленный в подшипниковой опоре 27 редуктора, через шарнирную муфту 28 связан с вертикальным валом 29, который, в свою очередь, через шарнирную муфту 30 связан с приводным двигателем 31, установленным на ферме 32 на амортизаторах 33. Вертикальный вал 29 проходит внутри ножевого обтекателя 34, который жестко скрепляет ферму 32 с подводным обтекателем 11. Фиксация в корпусе обтекателя 11 в его продольном направлении цилиндрических стаканов 14 и 24 с их подшипниковыми опорами 13 и 23, а также корпуса конического редуктора 19 осуществляется распорными втулками 35 и 36. На гребном валу 2 закреплена модель гребного винта 37.

Устройство работает следующим образом.

Гидродинамические силы, возбуждаемые гребным винтом 37, преобразуются измерительными датчиками 3 в пропорциональные электрические сигналы, которые с помощью проводников, проложенных во внутреннем сверлении гребного вала 2, подводятся к-токосъемнику 8, а от него кабелем через канал, проложенный в подводном об-,, текателе 11, и ножевой обтекатель 34 выводятся наружу устройства.

Вращение модели гребного винта 37 осуществляется двигателем 31 через приводной вал 29 с шарнирными муфтами 28 и 30, вал-шестерню 26, промежуточный вал

16 с зубчатым колесом 25, резиновую муфту

15, маховик 9 и гребной вал 2, смонтированный в подшипниковых опорах 5 и 4 скольжения и качения и упорном подшипнике 6.

Сальниковое уплотнение 7 предназначено для уплотнения задней полости динамометра с расположенными там измерительными датчиками 3, токосъемником 8, опорой 4 качения и упорным подшипником 6.

Маховик 20 скреплен с промежуточным валом 16 при помощи шлицевого соединения, которое обеспечивает возможность осевого перемещения. Маховик 20 предназначен для стабилизации угловой скорости вращения двигателя 31 и одновременно системы промежуточный вал 16 — эластичная муфта 15 — маховик 9 — гребной вал 2— модель гребного винта 37. Стабилизация угловой скорости вращения гребного винта позволяет устранить инерционные силы на нем и, следовательно, повысить точность измерения гидродинамических сил и других внешних сил, например сил взаимодействия винта со льдом.

Одновременно стабилизация угловой скорости вращения двигателя и всей системы привода гребного винта устраняет вибрацию устройства и возбуждаемые от нее че55 рез систему обтекатель 11 — корпус динамоментра 1 — подшипники 4 и 6 — гребной вал 2 инерционные силы и силы со стороны потока жидкости от поперечных вибрацион1082672

Составитель В. Жернов

Редактор А. Огар Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 1656/17 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент»,. т. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных колебаний винта 37 совместно с устройством.

Маховик 9 соединен с гребным валом 2 жестко, а с корпусом эластичной муфты скреплен при помощи шлицевого соединения, которое обеспечивает возможность осевого перемещения. Маховик 9 стабилизирует угловую скорость вращения модели гребного винта 37 при наличии значительных пульсаций внешних сил и обеспечивает для высокочастотных пульсаций этих сил такую высокую динамическую жесткость системы гребной винт 37 — гребной вал 2— измерительные датчики 3 — маховик 9, при которой гребной вал с маховиком относительно неподвижны в пространстве, а упругая система измерительных датчиков 3 с гребным винтом 37 колеблется относительно неподвижного вала с маховиком. Таким образом, маховик 20 с резиновой муфтой 15 стабилизируют угловую скорость вращения гребного винта со стороны приводного двигателя 31, а маховик 9 с той же резиновой муфтой 15 стабилизируют угловую скорость вращения винта от внешних воздействий со стороны гребного винта, а также повышают динамическую жесткость всей системы в направлении продольных и крутильных колебаний.

Резиновая муфта 15 также устраняет воздействие на систему гребной вал — измерительные датчики — гребной винт поперечных сил и колебаний, возбуждаемых

10 при работе конического редуктора 19.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает въ1сокую точность измерений мгновенных значений гидродинамических нагрузок на модели гребных винтов, как расположенных за корпусом модели судна, так и изолированных.

Устройство можно использовать как самостоятельную установку для испытания винтов в «свободной» воде либо с внешним подводом гребного винта за корпусом модели судна, а также непосредственно монтировать в скельтоне модели.